JP2020110138A - 魚監視システム及びカメラユニット - Google Patents
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Abstract
Description
1−1.構成
本発明の一実施形態に係る魚監視システムについて図面を参照して説明する。この魚監視システムは、生け簀で飼育される魚を監視するためのシステムである。図1は、この魚監視システムの構成の一例を示す図である。同図に示す魚監視システムは、生け簀LBの底中央に固定されるカメラユニット1と、カメラユニット1とケーブルCを介して接続され、水上に設置される通信ユニット2と、通信ユニット2と通信ネットワークNWを介して接続される監視サーバ3と、監視サーバ3と通信ネットワークNWを介して接続されるユーザ端末4とを備える。以下、各構成要素について説明する。
次に、魚監視システムの動作について説明する。具体的には、ユーザ端末4の利用者の指示を受けて実行されるリアルタイム監視動作と、ユーザ端末4の利用者の指示によらず自動的に実行される定期監視動作について説明する。
ユーザ端末4の利用者によりセンサデータの表示が指示されると、ユーザ端末4のデータ取得部411は、監視サーバ3に対してデータ取得指示を送信する(ステップSa1)。監視サーバ3のデータ取得部311は、ユーザ端末4から送信されたデータ取得指示を受け付けると、通信ユニット2に対してデータ出力指示を送信する(ステップSa2)。カメラユニット1のデータ出力部171は、監視サーバ3から送信されたデータ出力指示を、通信ユニット2を介して受け付けると(ステップSa3)、ライト12を点灯させ、カメラ11に撮影指示を出力し、カメラ11により撮影された動画を表す画像データを取得する。また、水温センサ13、水圧センサ14及び温度センサ15から、水温データ、水圧データ及び筺体内温度データを取得する。そして、取得した各データを含むセンサデータを生成し(ステップSa4)、監視サーバ3に送信するために通信ユニット2に出力する(ステップSa5)。
以上が、リアルタイム監視動作についての説明である。
監視サーバ3のデータ取得部311は、定期的に通信ユニット2に対してデータ出力指示を送信する(ステップSb1)。カメラユニット1のデータ出力部171は、監視サーバ3から送信されたデータ出力指示を、通信ユニット2を介して受け付けると(ステップSb2)、ライト12を点灯させ、カメラ11に撮影指示を出力し、カメラ11により撮影された動画を表す画像データを取得する。また、水温センサ13、水圧センサ14及び温度センサ15から、水温データ、水圧データ及び筺体内温度データを取得する。そして、取得した各データを含むセンサデータを生成し(ステップSb3)、監視サーバ3に送信するために通信ユニット2に出力する(ステップSb4)。
以上が、定期監視動作についての説明である。
上記の実施形態は、下記のように変形してもよい。なお、下記の変形例は互いに組み合わせてもよい。
上記の魚監視システムは、魚(言い換えると、魚類)を監視対象としているが、魚以外の水生動物を監視するために利用されてもよい。
カメラユニット1は、生け簀LBの底中央以外の場所に固定されてもよい。例えば、有底筒状をなす養殖網Nの側面に固定されてもよい。
カメラユニット1の外観は、必ずしも図2に示す例に限られない。カメラユニット1を構成する各構成要素の形状、素材、数及び配置は、使用される環境に応じて適宜変更されてよい。
カメラユニット1と通信ユニット2の間の通信を、周知の水中通信技術を用いて無線で行うようにしてもよい。
または、カメラユニット1と監視サーバ3を、周知の水中通信技術を用いて直接通信可能としてもよい。
カメラユニット1に搭載するレンズは、必ずしも魚眼レンズに限られない。魚眼レンズに代えて、画角40度から60度の標準レンズを搭載させてもよい。その場合、当該レンズは、カメラユニット1が海中に固定されたときに、海底付近を撮影可能なように配置される。
カメラユニット1のライト12の色は、必ずしも白色に限られない。ライト12の色は、生け簀LBの環境、飼育される魚の習性等に応じて適宜決定されてよい。
カメラユニット1は、加速度センサ16の出力値もセンサデータとして監視サーバ3に送信するようにしてもよい。監視サーバ3は、加速度センサ16の出力値からカメラユニット1の傾きを検出し、検出した傾きが所定の閾値を超えたか否かを判定する。ここで所定の閾値は、カメラユニット1の転倒を検出する上で適切な値(例えば、プラスマイナス45度)に設定される。そして、検出した傾きが所定の閾値を超える場合には、ユーザ端末4に対し、転倒通知を送信する。この転倒通知を受信したユーザ端末4の利用者は、カメラユニット1が転倒してしまったことに気付くことができる。
監視サーバ3の検出部313は、検出精度を高めるために矩形画像内の検出範囲を絞っているが、必ずしも絞らなくてもよい。検出部313は、矩形画像全体から死魚又は瀕死魚を検出するようにしてもよい。
瀕死魚は一般に、死魚と異なり、えらを開閉させる。そこで、魚のえらの動きに着目して、死魚と瀕死魚を識別するようにしてもよい。具体的には、監視サーバ3の検出部313は、死魚と瀕死魚の識別精度を向上させるために、動体追跡の結果、死魚と判定された物体について、えら部分の移動量の変化を特定し、特定した変化が、瀕死魚を判別するための所定のパターンに合致するときには、当該物体を瀕死魚と判定し、特定した変化が所定のパターンに合致しないときには、当該物体を死魚と判定するようにしてもよい。
生け簀LBで飼育される魚が静止画だけで死魚と瀕死魚を識別可能な種類の魚である場合には、動体追跡の処理は省略されてもよい。この場合、監視サーバ3の検出部313は、補正部312により生成された矩形画像に対して、機械学習により生成された識別器(言い換えると、識別モデル)を適用して、死魚及び瀕死魚を検出する。ここで使用される識別器は、死魚の正例データと瀕死魚の正例データと正常な生魚の正例データの特徴量を学習させることにより生成する。学習させる特徴量は、例えば、Harr-like特徴量、LBP特徴量又はHOG特徴量である。
監視サーバ3の検出部313は、必ずしも死魚と瀕死魚の両方を検出可能でなくてもよい。魚監視システムの利用者のニーズによっては、死魚と瀕死魚の一方のみを検出可能であってもよい。
生け簀LB内に、飼育されている魚の天敵である魚(例えば鮫)が侵入することがある。侵入した天敵魚を放置しておくと、飼育されている魚が捕食されてしまう可能性がある。そこで、監視サーバ3は、侵入した天敵魚を検出し、その旨をユーザ端末4に通知するようにしてもよい。その場合、具体的には、監視サーバ3の検出部313は、補正部312により生成された矩形画像に対して、機械学習により生成された識別器(言い換えると、識別モデル)を適用して、死魚又は瀕死魚と天敵魚とを検出する。ここで使用される識別器は、死魚及び瀕死魚の正例データと天敵魚の正例データと正常な生魚の正例データの特徴量を学習させることにより生成する。学習させる特徴量は、例えば、Harr-like特徴量、LBP特徴量又はHOG特徴量である。検出部313により天敵魚が検出されると、監視サーバ3の通知部314は、その旨を示す天敵魚検出通知をユーザ端末4に送信する。この天敵魚検出通知を受信したユーザ端末4の利用者は、天敵魚の侵入に気付くことができる。
天敵魚は一般に、飼育されている魚よりも体長が大きく、そのため遊泳音が飼育されている魚よりも大きい。そこで、カメラユニット1にマイクを備えさせて、マイクにより天敵魚の遊泳音が収音されたときに、変形例12に記載の検出処理を行うようにしてもよい。検出処理の頻度を減らすことで、カメラユニット1における画像撮影に伴う電力消費を抑えることができる。この場合、具体的には、カメラユニット1のデータ出力部171は、監視サーバ3から定期的に送信される音声データ出力指示を受けて、マイクにより収音された水中の音声データを監視サーバ3に送信する。監視サーバ3は、カメラユニット1から送信された音声データの音量が、所定の閾値を超えたか否かを判定する。ここで所定の閾値は、天敵魚の遊泳音を判別するために予め設定される。音声データの音量が所定の閾値を超えると、監視サーバ3のデータ取得部311は、カメラユニット1からセンサデータを取得する。取得されたセンサデータに含まれる画像データは、上記の通り、検出処理の対象となる。
カメラユニット1、監視サーバ3及びユーザ端末4の各機能の配置は、本発明の実施環境に応じて適宜変更されてもよい。例えば、ユーザ端末4の画面生成部412により生成される画面は、監視サーバ3において生成し、生成した画面をユーザ端末4に表示させるようにしてもよい。
1つの生け簀LB内で複数のカメラユニット1を使用してもよい。複数のカメラユニット1を使用する場合、死魚の検出精度を高めるために、複数のカメラユニット1の撮影画像から死魚が検出されたことをもって、死魚の検出を断定するようにしてもよい。仮に2台のカメラユニット1A及び1Bを使用する場合には、監視サーバ3は、カメラユニット1Aの矩形画像から死魚が検出されると、その死魚が検出された矩形画像における当該死魚の位置を、変形例12に記載した変換テーブルを用いて、生け簀LB内の位置に変換する。なお、この変換テーブルでは、生け簀LBの空間座標はカメラユニット1Aの固定位置に応じて予め決定される。また、監視サーバ3は、カメラユニット1Bの矩形画像から死魚が検出されると、その死魚が検出された矩形画像における当該死魚の位置を、変形例12に記載した変換テーブルを用いて、生け簀LB内の位置に変換する。なお、この変換テーブルでは、生け簀LBの空間座標はカメラユニット1Bの固定位置に応じて予め決定される。監視サーバ3は、特定した2つの位置が所定の範囲内に収まる場合には、検出した死魚が同一の死魚であると判定し、死魚の検出を断定する。
なお、上記の説明は、死魚の検出時に複数のカメラユニット1を利用する場合の説明であるが、瀕死魚の検出時や天敵魚の検出時にも複数のカメラユニット1を利用して検出精度を高めてもよい。
補正部312による歪み補正処理は省略されてもよい。
検出部313は、機械学習により生成された識別器を用いない方法で、死魚及び/又は瀕死魚を検出してもよい。
Claims (2)
- 生け簀で飼育される魚を監視するための魚監視システムであって、
前記生け簀の底に固定されるカメラユニットと、
前記カメラユニットと通信ネットワークを介して接続される監視サーバと、
前記監視サーバと前記通信ネットワークを介して接続されるユーザ端末と
を備え、
前記カメラユニットは、
前記生け簀の水面に向けられたレンズを備えるカメラと、
前記カメラにより撮影された画像を前記監視サーバに送信する送信部と
を備え、
前記監視サーバは、
前記画像に基づいて死魚又は瀕死魚を検出する検出部と、
前記検出部により死魚又は瀕死魚が検出されると、死魚又は瀕死魚が検出されたことを前記ユーザ端末に通知する通知部と
を備えることを特徴とする魚監視システム。 - 生け簀の底に固定されるカメラユニットであって、
前記生け簀の水面に向けられたレンズと、
前記カメラにより撮影された画像を監視サーバに送信する送信部と
を備えるカメラユニット。
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